JP2012065021A - Solid state imaging device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a solid state imaging device capable of increasing a distance resolution and having a thinner shape.SOLUTION: A solid state imaging device includes a disk-shaped planar reflecting plate disposed on a first surface and having an aperture on its periphery part, and a plurality of reflecting plates disposed at a plurality of ring-shaped regions tilting along the direction of radius and having different diameters each other on a second surface opposed to the first surface. The solid state imaging device includes an image formation optical system for forming an image at a center part by reflecting light incident from a subject through the aperture between a plurality of reflecting plates and the planar reflecting plate. The solid state imaging device includes an imaging element module disposed at a center part on the second surface of the image formation optical system and including an imaging element that receives light from the image formation optical system to convert it into image data, a visible light transmission substrate placed between the image formation optical system and the imaging element, a micro lens array disposed on the imaging element side of the visible light transmission substrate and corresponding to a plurality of image blocks, and an image processing part that processes image data captured by the imaging element.

Description

本発明の実施形態は、可視画像及び距離情報を同時取得する固体撮像装置に関する。   Embodiments described herein relate generally to a solid-state imaging device that simultaneously acquires a visible image and distance information.

2次元アレイ情報として奥行き方向距離を得ることができる撮像技術は、参照光を使用する技術、複数カメラを使用したステレオ測距技術など様々な方法が検討されている。特に近年は、民生用途での新たな入力デバイスとして比較的廉価な製品のニーズが高まっている。   As an imaging technique capable of obtaining a depth direction distance as two-dimensional array information, various methods such as a technique using a reference light and a stereo distance measuring technique using a plurality of cameras are being studied. In particular, in recent years, there has been an increasing need for relatively inexpensive products as new input devices for consumer use.

距離画像を間接的に取得する手法として、マイクロレンズを用いた撮像装置が知られている。この装置は、結像光学系と、撮像素子と、結像光学系と撮像素子の間に複数のマイクロレンズを有するマイクロレンズアレイが配置されている。結像光学系により、同一被写体点からレンズ開口絞り内部領域を通ってマイクロレンズアレイの面近傍に結像する光線群が、マイクロレンズによって、撮像素子の画素領域に再分配される。入射光線の分配は、マイクロレンズへの入射角の違いによってなされ、マイクロレンズへの入射角の違いは距離情報を反映する。よって、分配された光線群を各画素で取得した画素信号を画像処理することで、任意の距離に合焦した画像を再構成することができる。   As a method for indirectly acquiring a distance image, an imaging device using a microlens is known. In this apparatus, an imaging optical system, an imaging element, and a microlens array having a plurality of microlenses are arranged between the imaging optical system and the imaging element. By the imaging optical system, a light beam group that forms an image near the surface of the microlens array from the same subject point through the lens aperture stop inner region is redistributed to the pixel region of the image sensor by the microlens. The distribution of the incident light is made by the difference in the incident angle to the microlens, and the difference in the incident angle to the microlens reflects the distance information. Therefore, an image focused on an arbitrary distance can be reconstructed by performing image processing on a pixel signal obtained by using each pixel for the distributed ray group.

また、結像レンズ開口幅内の任意視点画像も再構成できるため、複数視点から三角測量の原理で、距離画像情報を算出することが可能である。一般的に、任意の複数視点から距離画像情報を算出する場合、距離分解能は結像系の焦点距離と視点間の離間距離に比例して向上する。   In addition, since an arbitrary viewpoint image within the aperture width of the imaging lens can be reconstructed, it is possible to calculate distance image information from a plurality of viewpoints based on the principle of triangulation. In general, when distance image information is calculated from a plurality of arbitrary viewpoints, the distance resolution is improved in proportion to the focal length of the imaging system and the separation distance between the viewpoints.

このような撮像装置では、縦方向(焦点距離方向)、横方向(レンズ開口方向)ともに光学系サイズと距離分解能がトレードオフとなる課題があり、カメラの小型化の阻害要因となっている。   In such an imaging apparatus, there is a problem that the optical system size and the distance resolution are traded off in both the vertical direction (focal length direction) and the horizontal direction (lens opening direction), which is an obstacle to miniaturization of the camera.

R. Ng, et al., Stanford Tech Report CTSR 2005-02, “Light Field Photography with a Hand-held Plenoptic Camera”R. Ng, et al., Stanford Tech Report CTSR 2005-02, “Light Field Photography with a Hand-held Plenoptic Camera”

本発明が解決しようとする課題は、距離分解能を向上させることができるとともに薄型化が可能な固体撮像装置を提供することである。   The problem to be solved by the present invention is to provide a solid-state imaging device that can improve distance resolution and can be thinned.

本実施形態の固体撮像装置は、第1の面に設けられて外周部に開口を有する円板形状の平面反射板と、この第1の面に対向する第2の面にそれぞれが半径方向に沿って傾斜しかつ径が異なるように形成された複数の円環状領域に設けられた複数の反射板と、を備えている。また、この開口を介して入射した被写体からの光を、この複数の反射板とこの平面反射板との間で反射して中央部に向かって伝播させ、この中央部で結像させる結像光学系を有している。さらに、それぞれが複数の画素を含む複数の画素ブロックを有する撮像領域を備えている。また、この結像光学系からの光を受光し画像データに変換する撮像素子と、この結像光学系とこの撮像素子との間に設けられた可視光透過基板と、この可視光透過基板のこの撮像素子側の面上に設けられこの複数の画素ブロックに対応して設けられた複数のマイクロレンズを有するマイクロレンズアレイと、この撮像素子で取得された画像データを処理する画像処理部と、を含むこの結像光学系のこの第2の面の中央部に設けられた撮像素子モジュールを備えている。   In the solid-state imaging device according to the present embodiment, a disk-shaped flat reflector having an opening on the outer periphery provided on the first surface and a second surface facing the first surface are each in the radial direction. And a plurality of reflectors provided in a plurality of annular regions formed so as to be inclined and have different diameters. In addition, imaging optics that reflects light from the subject incident through the aperture, reflects the light between the plurality of reflecting plates and the flat reflecting plate, propagates toward the center, and forms an image at the center. Has a system. Furthermore, an imaging region having a plurality of pixel blocks each including a plurality of pixels is provided. An imaging element that receives light from the imaging optical system and converts it into image data, a visible light transmitting substrate provided between the imaging optical system and the imaging element, and the visible light transmitting substrate A microlens array having a plurality of microlenses provided on the surface on the imaging element side and corresponding to the plurality of pixel blocks; an image processing unit for processing image data acquired by the imaging element; An imaging element module provided at the center of the second surface of the imaging optical system.

第1実施形態の固体撮像装置を示す断面図。1 is a cross-sectional view illustrating a solid-state imaging device according to a first embodiment. 第1実施形態の撮像素子モジュールを示す断面図。Sectional drawing which shows the image pick-up element module of 1st Embodiment. 第1実施形態の固体撮像装置を示す斜視図。1 is a perspective view illustrating a solid-state imaging device according to a first embodiment. 折り返し結像光学系を説明する図。The figure explaining a folding | turning imaging optical system. 折り返し結像光学系を説明する図。The figure explaining a folding | turning imaging optical system. 第1実施形態においてマイクロレンズを通過後の像を説明する図。The figure explaining the image after passing micro lens in 1st Embodiment. 第1実施形態において視差画像から距離を推定する方法を説明する図。The figure explaining the method of estimating a distance from a parallax image in 1st Embodiment. 第2実施形態の固体撮像装置を示す断面図。Sectional drawing which shows the solid-state imaging device of 2nd Embodiment. 第2実施形態の撮像素子モジュールを示す断面図。Sectional drawing which shows the image pick-up element module of 2nd Embodiment. 第2実施形態の固体撮像装置を示す斜視図。The perspective view which shows the solid-state imaging device of 2nd Embodiment. 第2実施形態においてマイクロレンズを通過後の像を説明する図。The figure explaining the image after passing micro lens in 2nd Embodiment. 第3実施形態の固体撮像装置を示す断面図。Sectional drawing which shows the solid-state imaging device of 3rd Embodiment.

本実施形態の固体撮像装置は、第1の面に設けられて外周部に開口を有する円板形状の平面反射板と、前記第1の面に対向する第2の面にそれぞれが半径方向に沿って傾斜しかつ径が異なるように形成された複数の円環状領域に設けられた複数の反射板と、を備え、前記開口を介して入射した被写体からの光を、前記複数の反射板と前記平面反射板との間で反射して中央部に向かって伝播させ、前記中央部で結像させる結像光学系と、それぞれが複数の画素を含む複数の画素ブロックを有する撮像領域を備え、前記結像光学系からの光を受光し画像データに変換する撮像素子と、前記結像光学系と前記撮像素子との間に設けられた可視光透過基板と、前記可視光透過基板の前記撮像素子側の面上に設けられ前記複数の画素ブロックに対応して設けられた複数のマイクロレンズを有するマイクロレンズアレイと、前記撮像素子で取得された画像データを処理する画像処理部と、を含む前記結像光学系の前記第2の面の中央部に設けられた撮像素子モジュールと、を備えている。   In the solid-state imaging device according to the present embodiment, a disk-shaped flat reflector having an opening on the outer peripheral portion provided on the first surface and a second surface facing the first surface are each in the radial direction. A plurality of reflectors provided in a plurality of annular regions formed so as to be inclined and have different diameters, and light from a subject incident through the opening is provided with the plurality of reflectors. An imaging optical system that reflects between the flat reflector and propagates toward the central portion and forms an image at the central portion, and an imaging region having a plurality of pixel blocks each including a plurality of pixels, An imaging device that receives light from the imaging optical system and converts it into image data, a visible light transmission substrate provided between the imaging optical system and the imaging device, and the imaging of the visible light transmission substrate Corresponding to the plurality of pixel blocks provided on the element side surface Provided at the center of the second surface of the imaging optical system, including a microlens array having a plurality of microlenses arranged, and an image processing unit that processes image data acquired by the imaging device. And an image sensor module.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

(第1実施形態)
第1実施形態による固体撮像装置を図1に示し、この固体撮像装置に含まれる撮像素子モジュールを図2に示す。
(First embodiment)
A solid-state imaging device according to the first embodiment is shown in FIG. 1, and an imaging element module included in the solid-state imaging device is shown in FIG.

第1実施形態の固体撮像装置1は、被写体を結像面に結像する第1の結像光学系10と、撮像素子モジュール20とを備えている。   The solid-state imaging device 1 according to the first embodiment includes a first imaging optical system 10 that forms an image of a subject on an imaging surface, and an imaging element module 20.

第1の結像光学系10は、折り返し反射型光学構造に基づく反射型結像レンズによって構成されている。被写体から放射されて左右から入射した光100L、100Rを、レンズと空気間における光の屈折によってではなく、傾きを調整した反射板によって反射させ可視光透過部材中を伝播させることで、同一点からの放射光線100L、100Rを一点に集める光学系である。この第1の結像光学系10は、円板状の可視光透過部材12と、この可視光透過部材12の、被写体からの光が入射する第1の面に設けられた平面反射板14と、可視光透過部材12の、上記第1の面に対向する第2の面に設けられた複数(図では3個)の反射板16a、16b、16cとを備えている。   The first imaging optical system 10 is configured by a reflective imaging lens based on a folded reflection optical structure. The light 100L and 100R emitted from the subject and incident from the left and right are reflected not by refraction of the light between the lens and the air but by the reflecting plate adjusted in inclination, and propagated through the visible light transmitting member from the same point. This is an optical system that collects the radiation rays 100L and 100R at a single point. The first imaging optical system 10 includes a disc-shaped visible light transmitting member 12 and a planar reflecting plate 14 provided on a first surface of the visible light transmitting member 12 on which light from a subject is incident. The visible light transmitting member 12 includes a plurality (three in the figure) of reflecting plates 16a, 16b, and 16c provided on the second surface facing the first surface.

平面反射板12は、可視光透過部材12の第1の面の外周部領域13以外の領域を覆うように設けられており、第1の面の外周部領域13は、光線100L、100Rが入射する円環形状の開口部となっている。複数の反射板16a、16b、16cのそれぞれは、可視光透過部材12の第2の面に、径が異なる円環状領域に設けられるとともに、可視光透過部材12の半径方向に沿って傾斜するように設けられている。すなわち、可視光透過部材12の第2の面には、可視光透過部材12の半径方向に沿って傾斜するとともに径が異なる円環状領域の溝が形成され、これらの溝に、反射板16a、16b、16cを埋め込むことによって形成した構成となっている。なお、これらの溝は、旋盤加工ないしはエッチング工程などによって、設計された傾きに、同じ円周上は同一の高さを持つよう加工される。また、可視光透過部材12の第2の面の中央部に、撮像素子モジュール20が埋め込まれた構成となっている。なお、可視光透過部材12の第2の面は、反射板16a、16b、16cが設けられている領域と撮像素子モジュール20が設けられている領域とを除く領域には、可視光吸収部材17によって覆われている。このような構成とすることにより、第1の面に設けられた開口部13から入射した光100L、100Rは、反射板16a、16b、16cと、平面反射板12によって反射されて可視光透過部材12中を伝播し、撮像素子モジュール20に入射される。   The flat reflector 12 is provided so as to cover a region other than the outer peripheral region 13 of the first surface of the visible light transmitting member 12, and light rays 100L and 100R are incident on the outer peripheral region 13 of the first surface. It is an opening in the shape of a ring. Each of the plurality of reflecting plates 16a, 16b, and 16c is provided on the second surface of the visible light transmitting member 12 in an annular region having a different diameter, and is inclined along the radial direction of the visible light transmitting member 12. Is provided. That is, the second surface of the visible light transmitting member 12 is formed with grooves in an annular region that is inclined along the radial direction of the visible light transmitting member 12 and has a different diameter. In these grooves, the reflecting plate 16a, The structure is formed by embedding 16b and 16c. These grooves are machined to have the same height on the same circumference with the designed inclination by lathe processing or etching process. Further, the imaging element module 20 is embedded in the central portion of the second surface of the visible light transmitting member 12. Note that the second surface of the visible light transmitting member 12 has a visible light absorbing member 17 in a region excluding the region where the reflectors 16a, 16b, and 16c are provided and the region where the imaging element module 20 is provided. Covered by. With such a configuration, the light 100L and 100R incident from the opening 13 provided on the first surface is reflected by the reflecting plates 16a, 16b, and 16c and the planar reflecting plate 12 to be a visible light transmitting member. 12, and enters the image sensor module 20.

撮像素子モジュール20は、半導体基板22上にフォトダイオードを有する複数の画素24が形成されるとともに、これらの画素24を駆動してこれらの画素24からの信号を読み出す駆動/読み出し回路(図示せず)が形成された撮像素子21を有している。画素24の上部には、pおよびqを自然数とするとき例えばp×q個の画素単位ごとに、もしくは画素ブロック24Aごとにカラーフィルタ26が形成される。カラーフィルタ26は、例えば赤、緑、青のベイヤー配列としても良い。このカラーフィルタ26の上部には、1画素ごとに画素集光用のマイクロレンズ28が形成されていてもよい。   In the imaging element module 20, a plurality of pixels 24 having photodiodes are formed on a semiconductor substrate 22, and a driving / reading circuit (not shown) that drives these pixels 24 and reads signals from these pixels 24. ) Is formed. On the upper part of the pixel 24, when p and q are natural numbers, for example, a color filter 26 is formed for each pixel unit of p × q pixels or for each pixel block 24A. For example, the color filter 26 may have a Bayer arrangement of red, green, and blue. A pixel condensing microlens 28 may be formed for each pixel on the color filter 26.

p×q個の画素からなる画素ブロック24Aは、p×qが大きいほど光線の視点数が増し、角度分解能が向上するが、その分、撮像素子21がa×b個の画素を有しているとすると、全体のマイクロレンズの個数は(a×b)/(p×q)個となるため、再構成された2次元画像の画素数(=(a×b)/(p×q))が小さくなり、2次元画像分解能が減少する。よって、角度分解能により影響を受ける距離精度、2次元画像の分解能は各々アプリケーションによって適切に設計されれば良い。   In the pixel block 24A composed of p × q pixels, the larger the p × q is, the more the number of viewpoints of the light beam is improved and the angular resolution is improved. However, the image sensor 21 has a × b pixels. If so, the total number of microlenses is (a × b) / (p × q), so the number of pixels of the reconstructed two-dimensional image (= (a × b) / (p × q)) ) And the two-dimensional image resolution is reduced. Therefore, the distance accuracy affected by the angular resolution and the resolution of the two-dimensional image may be appropriately designed according to each application.

また、カラーフィルタ26の上方に、複数のマイクロレンズ32aを有するマイクロレンズアレイ32が形成された、可視光を透過する可視光透過基板34が設けられている。可視光透過基板34の、マイクロレンズアレイ32が形成された側の面と反対側の面に透過層36が形成され、この透過層36の周囲に可視光反射層38が形成されている。撮像素子モジュール20に入射する光は透過層36、可視光透過板34、マイクロレンズアレイ32、マイクロレンズ28、カラーフィルタ26を通って、画素に入射される。なお、マイクロレンズアレイ32はガラス基板などの透明基板をエッチング加工したもの、または透明基板上に透明樹脂をモールド形成しレンズ形状を加工したもの、または透明基板上に透明感光性樹脂を塗布し、フォトリソグラフィーとその後の熱処理によってレンズ加工したものなどを用いることができる。なお、可視光反射層38には、例えば、可視光反射率の高いアルミニウム、銀などの金属材料からなる鏡面反射膜を用いることができる。   Further, a visible light transmitting substrate 34 that transmits visible light and on which a microlens array 32 having a plurality of microlenses 32 a is formed is provided above the color filter 26. A transmission layer 36 is formed on the surface of the visible light transmission substrate 34 opposite to the surface on which the microlens array 32 is formed, and a visible light reflection layer 38 is formed around the transmission layer 36. Light incident on the image sensor module 20 passes through the transmission layer 36, the visible light transmission plate 34, the microlens array 32, the microlens 28, and the color filter 26 and enters the pixel. The microlens array 32 is obtained by etching a transparent substrate such as a glass substrate, or by molding a transparent resin on the transparent substrate and processing the lens shape, or by applying a transparent photosensitive resin on the transparent substrate, A lens processed by photolithography and subsequent heat treatment can be used. For the visible light reflection layer 38, for example, a specular reflection film made of a metal material such as aluminum or silver having a high visible light reflectance can be used.

なお、可視光透過基板34は、画素24が形成された撮像領域の周囲に設けられた樹脂材料のスペーサ9によって半導体基板22と接合される。なお、半導体基板22と可視光透過基板34とを接合する際の位置合わせは、合わせマーク等を基準にして行う。可視光透過基板34は、例えば不要な赤外光をカットする材料であっても良いし、赤外光をカットする膜が形成されていても良い。   The visible light transmitting substrate 34 is bonded to the semiconductor substrate 22 by a resin material spacer 9 provided around the imaging region where the pixels 24 are formed. Note that alignment when the semiconductor substrate 22 and the visible light transmitting substrate 34 are bonded is performed with reference to an alignment mark or the like. The visible light transmitting substrate 34 may be, for example, a material that cuts unnecessary infrared light, or a film that cuts infrared light may be formed.

また、半導体基板22には、画素24の読出し用電極パッド42が設けられ、この電極パッド42の下部には半導体基板22を貫通する貫通電極44が形成されている。そして半導体基板22は、貫通電極44およびバンプ46を介してチップ50と電気的に接続される。このチップ50には、撮像素子21を駆動するとともに、読み出された画像データを処理する画像処理回路が形成されている。   The semiconductor substrate 22 is provided with a read electrode pad 42 of the pixel 24, and a through electrode 44 penetrating the semiconductor substrate 22 is formed below the electrode pad 42. The semiconductor substrate 22 is electrically connected to the chip 50 through the through electrode 44 and the bump 46. The chip 50 is formed with an image processing circuit that drives the image sensor 21 and processes the read image data.

なお、半導体基板22、可視光透過基板34、およびチップ50の周囲には、不要な光を遮断するための光遮蔽カバー60が取り付けられる。そして、光遮蔽カバー60にチップ50と外部とを電気的に接続するモジュール電極62が設けられる。   A light shielding cover 60 for blocking unnecessary light is attached around the semiconductor substrate 22, the visible light transmitting substrate 34, and the chip 50. The light shielding cover 60 is provided with a module electrode 62 that electrically connects the chip 50 and the outside.

本実施形態においては、マイクロレンズアレイ32は、第1の結像光学系10の焦点距離に配置される。また、マイクロレンズ32aと撮像素子21との間の距離は、マイクロレンズ32aの焦点距離分だけ離間される。   In the present embodiment, the microlens array 32 is disposed at the focal length of the first imaging optical system 10. Further, the distance between the microlens 32a and the image sensor 21 is separated by the focal length of the microlens 32a.

このように構成された本実施形態においては、第1の結像光学系10の外周から入射する、被写体からの入射光が、マイクロレンズ32aによって対応する画素ブロック24A内の画素に視差を有する光線群として分離して入射し、該当する画素ブロック24A内の画素信号を、画像処理回路において画像処理することで距離画像情報および可視画像を取得する。   In the present embodiment configured as described above, the light incident from the outer periphery of the first imaging optical system 10 has a parallax in the pixels in the corresponding pixel block 24A by the microlens 32a. The incident light is separated as a group, and the pixel signal in the corresponding pixel block 24A is subjected to image processing in an image processing circuit, thereby obtaining distance image information and a visible image.

次に、第1の結像光学系10について説明する。まず、結像光学系10である、折り返し光学レンズについて説明する。折り返し光学レンズ10は、円形の高い可視光透過率を有する可視光透過部材12の第1の面に平面反射板14、第2の面に形成された複数の反射板16a、16b、16cと、を有する。図3に示すように、光は平面反射14が形成されていない外周部(開口)13から入射する。第1の面に設けられた平面反射板14と第2の面に設けられた複数の反射板16a、16b、16cとの間を繰り返し反射することで、一般的なガラス等で形成される屈折型結像レンズ群の光線軌跡を再現する。例えば、図4に示すように、凸レンズ74と凹レンズ75との2群の屈折型レンズを備え、光軸71上に位置する被写体点72から光線73が放射され、凸レンズ74を通って凹レンズ75に入射された後、結像点76で結像する光学系70を考える。この光学系70の場合、図5(a)に示すように、凸レンズ74に光線が入射する前に開口77を通過させる。   Next, the first imaging optical system 10 will be described. First, the folding optical lens that is the imaging optical system 10 will be described. The folded optical lens 10 includes a circular reflecting plate 14 on a first surface of a visible light transmitting member 12 having a high visible light transmittance and a plurality of reflecting plates 16a, 16b, 16c formed on a second surface, Have As shown in FIG. 3, the light enters from the outer peripheral portion (opening) 13 where the planar reflection 14 is not formed. Refraction formed of general glass or the like by repeatedly reflecting between the flat reflector 14 provided on the first surface and the plurality of reflectors 16a, 16b, 16c provided on the second surface. The ray trajectory of the mold imaging lens group is reproduced. For example, as shown in FIG. 4, a two-group refractive lens of a convex lens 74 and a concave lens 75 is provided, and a light beam 73 is emitted from a subject point 72 located on the optical axis 71 and passes through the convex lens 74 to the concave lens 75. Consider an optical system 70 that forms an image at an image point 76 after being incident. In the case of this optical system 70, as shown in FIG. 5A, the light is allowed to pass through the opening 77 before the light beam enters the convex lens 74.

凸レンズによる屈折は、図5(b)に示すように、平面反射板14の内側に向かって平面反射板14との厚みが厚くなるよう傾斜した反射板16によって再現できる。   As shown in FIG. 5B, refraction by the convex lens can be reproduced by the reflecting plate 16 inclined so that the thickness with the flat reflecting plate 14 increases toward the inside of the flat reflecting plate 14.

また、凹レンズによる屈折は、図5(c)に示すように、平面反射板14の内側に向かって平面反射板14との厚みが薄くなるよう傾斜した反射板16によって再現できる。   Further, the refraction by the concave lens can be reproduced by the reflecting plate 16 inclined so that the thickness with the flat reflecting plate 14 becomes thinner toward the inside of the flat reflecting plate 14 as shown in FIG.

また、光線の直線進行は、平行平板14、16の反射によって再現できる。円環状の開口部の外側から入射する光線の入射角(θ)と、内側から入射する光線の入射角(θ3)においては、図5(e)に示すように、θ13のように異なるが、図5(d)に示すように、平行平板の反射ではこれらの角度も保持される。 Further, the linear progression of the light beam can be reproduced by the reflection of the parallel plates 14 and 16. As shown in FIG. 5E, θ 1 > θ 3 at the incident angle (θ 1 ) of light incident from the outside of the annular opening and the incident angle (θ 3 ) of light incident from the inner side. However, as shown in FIG. 5D, these angles are also maintained in the reflection of the parallel plate.

このように、平面反射板14と複数の反射板16a、16b、16cとによって、屈折型結像レンズ群の光線軌跡を再現することができる。その結果、図1に示す第1の結像光学系10のように、焦点距離に比較し、薄型の反射型光学系が構成できる
この際、結像は反射によってなされるため、屈折型で問題となるような屈折率の色分散が少ない。レンズ母材と空気の屈折率が異なる場合、レンズ母材への入射時、及びモジュールへの射出時に色分散が存在するが、複数レンズ群での屈折を利用した光学系よりは色収差が発生する機会は少ない。よって、色収差が抑えられることができる。ここでは、可視光透過部材12の片面(第1の面)のみに傾斜反射板16a、16b、16cが形成されているが、両面に反射板を設けるように構成してもよい。また、図では傾斜反射板は平板であるが、レンズ母材への入射時の色収差などを効果的に補正するため、曲率をもった傾斜としても良い。
In this way, the light ray trajectory of the refractive imaging lens group can be reproduced by the planar reflecting plate 14 and the plurality of reflecting plates 16a, 16b, and 16c. As a result, a reflective optical system that is thin compared to the focal length can be configured as in the first imaging optical system 10 shown in FIG. 1. At this time, since the image is formed by reflection, there is a problem with the refraction type. The chromatic dispersion of the refractive index is as follows. When the refractive index of the lens base material is different from that of air, there is chromatic dispersion at the time of entering the lens base material and at the time of emission to the module, but chromatic aberration is generated compared to an optical system using refraction at a plurality of lens groups. There are few opportunities. Therefore, chromatic aberration can be suppressed. Here, the inclined reflecting plates 16a, 16b, and 16c are formed only on one surface (first surface) of the visible light transmitting member 12, but the reflecting plates may be provided on both surfaces. In the figure, the inclined reflecting plate is a flat plate, but in order to effectively correct chromatic aberration at the time of incidence on the lens base material, it may be inclined with a curvature.

折り返しレンズの母材となる可視光透過部材12としては、ガラス、合成石英、フッ化カルシウム等、光学プラスチック等を用いることができる。しかし、可視光透過部材12によって充填された構造ではなく、空洞が設けられており、第1、2の反射板で空洞間を反射しながら伝播する構造としても構わない。反射板14、16a、16b、16cには、可視光反射率の高い銀、アルミニウム、ステンレスなどの金属材料からなる反射膜を用いることができる。   As the visible light transmitting member 12 serving as a base material of the folded lens, glass, synthetic quartz, calcium fluoride, or other optical plastics can be used. However, instead of the structure filled with the visible light transmitting member 12, a cavity is provided, and the first and second reflectors may propagate while reflecting between the cavities. For the reflectors 14, 16a, 16b, and 16c, a reflective film made of a metal material such as silver, aluminum, and stainless steel having a high visible light reflectance can be used.

次に、第1の結像光学系10と、マイクロレンズアレイ32、および撮像素子の光学関係について説明する。   Next, the optical relationship between the first imaging optical system 10, the microlens array 32, and the image sensor will be described.

同一の被写体からの光は反射型結像レンズの円環型開口部13である外周から入射し、マイクロレンズアレイ32の各マイクロレンズ32aによって対応する画素ブロック24A内の画素24に視差を有する光線群として入射する。入射光線の画素24への分配は、マイクロレンズ32aへの入射角の違いによってなされ、マイクロレンズ32aへの入射角の違いは距離情報を反映する。画素ブロック24A内に形成される光強度分布は、図6に示すように、円環型の開口と相似形となる。   Light from the same subject enters from the outer periphery, which is the annular opening 13 of the reflective imaging lens, and has a parallax in the pixel 24 in the corresponding pixel block 24A by each microlens 32a of the microlens array 32. Incident as a group. The distribution of the incident light beam to the pixels 24 is made by the difference in the incident angle to the microlens 32a, and the difference in the incident angle to the microlens 32a reflects the distance information. As shown in FIG. 6, the light intensity distribution formed in the pixel block 24A has a shape similar to an annular opening.

次に、視差画像から距離を推定する方法について説明する。   Next, a method for estimating the distance from the parallax image will be described.

ここで、ある画素ブロック24A内の画素信号を画像処理することで距離画像情報および可視画像を取得する方法を説明する。   Here, a method of obtaining distance image information and a visible image by performing image processing on a pixel signal in a certain pixel block 24A will be described.

分配された光線群によって画素ブロック24A内に形成された光強度分布を各画素で取得する。例えば、図7に示すように、円環型の開口82の両側から入射する被写体80の光線は、第1の視点、第2の視点のそれぞれからの光線86a、86bであり、結像光学系84への入射角度が距離によって異なる、いわゆる視差をもった光線である。図7に示すように、第1の視点、第2の視点の光線86a、86bは、結像光学系84によって同一点に集光されるが、集光後、マイクロレンズアレイ32のマイクロレンズ32aによって対応する画素ブロック24A内に再分配され、第1の視点の像88a、第2の視点の像88bとなり、それぞれ第1の視点、第2の視点からの光線を分離することができる。   The light intensity distribution formed in the pixel block 24A by the distributed light beam group is acquired at each pixel. For example, as shown in FIG. 7, the light rays of the subject 80 that enter from both sides of the annular opening 82 are the light rays 86a and 86b from the first viewpoint and the second viewpoint, respectively. This is a light beam having a so-called parallax, in which the incident angle to 84 varies depending on the distance. As shown in FIG. 7, the light rays 86a and 86b of the first viewpoint and the second viewpoint are condensed at the same point by the imaging optical system 84, but after the condensing, the microlenses 32a of the microlens array 32 are collected. Are redistributed into the corresponding pixel block 24A to become the first viewpoint image 88a and the second viewpoint image 88b, and the rays from the first viewpoint and the second viewpoint can be separated, respectively.

この各々の視点の像の光線強度画素信号を、マイクロレンズ毎(画素ブロック毎)に抽出し、つなぎ合わせた上で画像処理することで、任意の距離に合焦した画像を再構成することができる。また、結像レンズの開口幅内の任意の視点画像も再構成できるため、複数の視点から三角測量の原理で、距離画像情報を算出することが可能である。一般的に、任意の複数の視点から距離画像情報を算出する場合、距離分解能は結像系の焦点距離と視点間の離間距離に比例して向上する。   The light intensity pixel signal of each viewpoint image is extracted for each microlens (each pixel block), and after being connected, image processing is performed to reconstruct an image focused at an arbitrary distance. it can. In addition, since any viewpoint image within the aperture width of the imaging lens can be reconstructed, it is possible to calculate distance image information from a plurality of viewpoints by the principle of triangulation. In general, when distance image information is calculated from a plurality of arbitrary viewpoints, the distance resolution is improved in proportion to the focal length of the imaging system and the separation distance between the viewpoints.

次に、視差画像から距離を推定する際の精度について説明する。   Next, the accuracy when estimating the distance from the parallax image will be described.

一般的に、任意の複数の視点から距離画像情報を算出する場合、距離分解能は結像系の焦点距離と視点間の離間距離に比例して向上する。   In general, when distance image information is calculated from a plurality of arbitrary viewpoints, the distance resolution is improved in proportion to the focal length of the imaging system and the separation distance between the viewpoints.

2つのカメラ(右視点カメラ(r)、左視点カメラ(L))間で、ステレオマッチングにおいて距離Zは(1)式によって求められる。

Figure 2012065021
ここで、fは結像レンズの焦点距離、Bはカメラ(視点)の離間距離、x、xはそれぞれのカメラ(視点)において検出された同一の被写体の点の座標を示し、x−x は視差量を意味する。 In stereo matching between two cameras (the right viewpoint camera (r) and the left viewpoint camera (L)), the distance Z is obtained by the equation (1).
Figure 2012065021
Here, f is the focal length of the imaging lens, B is the separation distance of the camera (viewpoint), x l and x r are the coordinates of the same subject point detected by each camera (viewpoint), and x l -x r denotes the amount of parallax.

また、距離分解能ΔZは(2)式によって決まる。

Figure 2012065021
ここで、Δdは検出可能な最も小さい視差、例えば画素ごとにマッチング探索を行う場合は、1画素のサイズ、またサブピクセル探索を行い、1画素の1/4までマッチング精度があるとすると、Δd=画素サイズ×1/4となる。焦点距離fが小さい程、精度は悪化し、また視点(カメラ)間距離が離れるほど精度は悪化する。例えば、マッチング精度が1画素単位としたとき、画素ピッチ1.4μmにおいては、検出可能な最も小さい視差Δd=1.4μmとなり、このとき被写体までの距離Z=1m、開口の離間距離がB=5mm、f=5mmとすると、位置推定精度ΔZは5.6cm程度になる。 The distance resolution ΔZ is determined by the equation (2).
Figure 2012065021
Here, Δd is the smallest parallax that can be detected. For example, when a matching search is performed for each pixel, if the size of one pixel or subpixel search is performed and the matching accuracy is up to 1/4 of one pixel, Δd = Pixel size x 1/4. As the focal length f is smaller, the accuracy deteriorates, and as the distance between the viewpoints (cameras) increases, the accuracy deteriorates. For example, when the matching accuracy is one pixel unit, the smallest detectable parallax Δd = 1.4 μm at a pixel pitch of 1.4 μm. At this time, the distance Z to the subject is 1 m, and the opening separation distance is B = If 5 mm and f = 5 mm, the position estimation accuracy ΔZ is about 5.6 cm.

次に、視差画像から距離を推定する際の画像処理方法について説明する。   Next, an image processing method for estimating a distance from a parallax image will be described.

複数の視差画像から対応点を見つけ、視差量を算出する画像マッチング処理としては、例えば、2つの画像の類似度や相違度を調べる周知のテンプレートマッチング法を用いることができる(文献:ディジタル画像処理、ディジタル画像処理編集委員会監修、 CG−ARTS協会発行)。また、更に精密にずれ位置を求める際には、画素単位ごとに得られた類似度や相似度を連続なフィッティング関数等で補間し、フィッティング関数の鞍点を与えるサブピクセル位置を求めることで、更に高精度にずれ量を求めることができる。これらの方法は周知である(文献:ディジタル画像処理、ディジタル画像処理編集委員会監修、 CG−ARTS協会発行)。   As image matching processing for finding corresponding points from a plurality of parallax images and calculating the amount of parallax, for example, a well-known template matching method for examining the degree of similarity or difference between two images can be used (reference: digital image processing). , Supervised by the Digital Image Processing Editorial Board, published by the CG-ARTS Association). Further, when calculating the displacement position more precisely, by interpolating the similarity and similarity obtained for each pixel unit with a continuous fitting function or the like, by obtaining a subpixel position that gives the saddle point of the fitting function, The amount of deviation can be obtained with high accuracy. These methods are well known (literature: digital image processing, supervised by the Digital Image Processing Editing Committee, published by the CG-ARTS Association).

以上説明したように、本実施形態によれば、距離分解能を向上させることができるとともに薄型化が可能となる。   As described above, according to this embodiment, the distance resolution can be improved and the thickness can be reduced.

また、本実施形態によれば、円環型の入射開口より得られるマイクロレンズ下部の画素ブロック内の像は、同じく円環型であり、開口距離の離れた複数視点を処理することで、多視差画像の分離性能が向上する。   Further, according to the present embodiment, the image in the pixel block below the microlens obtained from the annular entrance aperture is also an annular shape, and a plurality of viewpoints separated by the aperture distance can be processed to obtain multiple images. Separation performance of parallax images is improved.

(第2実施形態)
第2実施形態による固体撮像装置を図8に示し、この固体撮像装置に含まれる撮像素子モジュールを図9に示す。
(Second Embodiment)
FIG. 8 shows a solid-state imaging device according to the second embodiment, and FIG. 9 shows an imaging element module included in the solid-state imaging device.

この第2実施形態の固体撮像装置1Aは、図1に示す固体撮像装置1において、撮像素子モジュール20を図9に示す撮像素子モジュール20Aに置き換えた構成となっている。撮像素子モジュール20Aは、図2に示す撮像素子モジュール20において、可視光反射層38を迷光吸収層37に置き換えた構成となっている。   The solid-state imaging device 1A according to the second embodiment has a configuration in which the imaging element module 20 is replaced with an imaging element module 20A shown in FIG. 9 in the solid-state imaging device 1 shown in FIG. The imaging element module 20 </ b> A has a configuration in which the visible light reflection layer 38 is replaced with a stray light absorption layer 37 in the imaging element module 20 illustrated in FIG. 2.

このように、構成された第2実施形態の固体撮像装置1Aにおいては、被写体から撮像装置1Aへ入射する入射光は、結像の過程では平面反射板14と反射板16a、16b、16cのみで反射され、撮像素子モジュール20Aに入射する。この場合、所望の光線以外の迷光反射を防止するため、撮像素子モジュール20Aへの入射窓(透過層36が形成された領域)以外の部分に入射した迷光は、迷光吸収層37によって吸収される。   As described above, in the solid-state imaging device 1A according to the second embodiment configured as described above, incident light incident on the imaging device 1A from the subject is only the plane reflection plate 14 and the reflection plates 16a, 16b, and 16c in the process of image formation. It is reflected and enters the image sensor module 20A. In this case, in order to prevent reflection of stray light other than a desired light beam, stray light incident on a portion other than the entrance window (region where the transmission layer 36 is formed) to the image sensor module 20A is absorbed by the stray light absorption layer 37. .

迷光吸収層37とは、無反射、ないしは低反射黒色処理をした層を意味し、黒色顔料等を透過材料の母材を同程度の屈折率を持つ分散媒に分散させた塗料等で形成する。なお、第1実施形態で説明した可視光吸収部材17迷光吸収層37と同じ材料で形成することができる。   The stray light absorbing layer 37 means a layer that has been subjected to non-reflective or low-reflective black treatment, and is formed of a paint or the like in which a black pigment or the like is dispersed in a dispersion medium having a similar refractive index. . In addition, it can form with the same material as the visible light absorption member 17 stray light absorption layer 37 demonstrated in 1st Embodiment.

この第2実施形態も第1実施形態と同様に、距離分解能を向上させることができるとともに薄型化が可能となる。   As in the first embodiment, the second embodiment can improve the distance resolution and can be thinned.

また、本実施形態によれば、円環型の入射開口より得られるマイクロレンズ下部の画素ブロック内の像は、同じく円環型であり、開口距離の離れた複数視点を処理することで、多視差画像の分離性能が向上する。   Further, according to the present embodiment, the image in the pixel block below the microlens obtained from the annular entrance aperture is also an annular shape, and a plurality of viewpoints separated by the aperture distance can be processed to obtain multiple images. Separation performance of parallax images is improved.

(第3実施形態)
第3実施形態による固体撮像装置について図10を参照して説明する。図10は、第3実施形態による固体撮像装置1Bの斜視図である。この第3実施形態の固体撮像装置1Bは、図1または図3に示す固体撮像装置とは開口のみが異なっている。この第3実施形態においては、可視光透過部材12の第1の面に設けられる開口13aは、第1実施形態と異なり、円環状でかつ1個ではなく、円形状で複数個設けられた構成となっている。これらの複数の開口13aは、円周方向に設けられている。そして、これらの開口13aから、それぞれの視点方向からの被写体光が入射する。
(Third embodiment)
A solid-state imaging device according to the third embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a perspective view of a solid-state imaging device 1B according to the third embodiment. The solid-state imaging device 1B according to the third embodiment is different from the solid-state imaging device shown in FIG. 1 or 3 only in the opening. In the third embodiment, unlike the first embodiment, the opening 13a provided on the first surface of the visible light transmitting member 12 is annular and not a single piece but a plurality of circular shapes. It has become. The plurality of openings 13a are provided in the circumferential direction. Then, subject light from each viewpoint direction enters from these openings 13a.

同一の被写体からの光は反射型結像レンズの外周にある複数の開口13aから入射し、マイクロレンズによって対応する画素ブロック内の画素に視差を有する光線群として、画素ブロック内の各領域へ分離して入射する。入射光線の画素への分配は、マイクロレンズへの入射角の違いによってなされ、マイクロレンズへの入射角の違いは距離情報を反映する。画素ブロック内に形成される光強度分布は、図11に示すように、第1の結像レンズの開口と相似形となり、開口数と同数の光スポットが形成される。例えば、図10に示すように、第1の結像レンズの開口が円周上に8つ形成されていると、1つのマイクロレンズ32aの下部の光スポットは、図11に示すように8つの光スポットが円周状に配置された形となる。   Light from the same subject enters through a plurality of openings 13a on the outer periphery of the reflective imaging lens, and is separated into each region in the pixel block as a light ray group having parallax in the pixel in the corresponding pixel block by the microlens. Then enter. Distribution of incident light rays to pixels is made by a difference in incident angle to the microlens, and a difference in incident angle to the microlens reflects distance information. As shown in FIG. 11, the light intensity distribution formed in the pixel block is similar to the opening of the first imaging lens, and the same number of light spots as the numerical aperture are formed. For example, as shown in FIG. 10, when eight openings of the first imaging lens are formed on the circumference, the light spot below one micro lens 32a has eight light spots as shown in FIG. The light spot is arranged in a circumferential shape.

この第3実施形態も第1実施形態と同様に、距離分解能を向上させることができるとともに薄型化が可能となる。   Similar to the first embodiment, the third embodiment can improve the distance resolution and can be thinned.

(第4実施形態)
第4実施形態による固体撮像装置を図12に示す。この第4実施形態の固体撮像装置1Cは、図1に示す第1実施形態において、撮像素子モジュール20を可視光透過部材12中に埋め込まないで、第1の結像光学系10の第2の面に接合された構成となっている。
(Fourth embodiment)
A solid-state imaging device according to the fourth embodiment is shown in FIG. The solid-state imaging device 1C according to the fourth embodiment is similar to the first embodiment shown in FIG. 1 except that the imaging element module 20 is not embedded in the visible light transmitting member 12, and the second imaging optical system 10 It is the structure joined to the surface.

これにより、可視光透過部材12に撮像素子モジュール20を埋め込むための凹部の加工を施す必要がなく、折り返し光学レンズの加工が容易となる。   Thereby, it is not necessary to process the concave portion for embedding the imaging element module 20 in the visible light transmitting member 12, and the processing of the folded optical lens becomes easy.

この第4実施形態も第1実施形態と同様に、距離分解能を向上させることができるとともに薄型化が可能となる。   As in the first embodiment, the fourth embodiment can improve the distance resolution and can be thinned.

また、本実施形態によれば、円環型の入射開口より得られるマイクロレンズ下部の画素ブロック内の像は、同じく円環型であり、開口距離の離れた複数視点を処理することで、多視差画像の分離性能が向上する。   Further, according to the present embodiment, the image in the pixel block below the microlens obtained from the annular entrance aperture is also an annular shape, and a plurality of viewpoints separated by the aperture distance can be processed to obtain multiple images. Separation performance of parallax images is improved.

以上説明したように、各実施形態によれば、結像光学系に反射型光学系を用いることで、距離分解能を向上させるため焦点距離の長い光学系を採用した場合でも光学系の薄型化を可能にする。また反射型光学系はレンズ口径が大きくなる傾向にあるが、レンズ口径長の増加は距離分解能向上に寄与するため、カメラの薄型化、および高精度化を同時に可能とする。また、反射型光学系の特徴として、色収差の少ない像が得られることから、視差画像の画像処理における対応点の探索精度が向上し、距離分解能の精度向上に寄与する。   As described above, according to each embodiment, by using a reflective optical system for the imaging optical system, the optical system can be thinned even when an optical system having a long focal length is used to improve the distance resolution. enable. In addition, although the reflection type optical system tends to have a large lens aperture, an increase in the lens aperture length contributes to an improvement in distance resolution, so that the camera can be made thin and highly accurate at the same time. In addition, as a characteristic of the reflection type optical system, an image with little chromatic aberration is obtained, so that the search accuracy of corresponding points in the image processing of parallax images is improved, and the accuracy of distance resolution is improved.

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。   Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the invention described in the claims and equivalents thereof as well as included in the scope and gist of the invention.

1 固体撮像装置
1A 固体撮像装置
1B 固体撮像装置
1C 固体撮像装置
10 第1の結像光学系
12 可視光透過部材
13 開口
14 平面反射板
16a、16b、16c 反射板
17 可視光吸収部材
20 撮像素子モジュール
21 撮像素子
22 半導体基板
24 画素
24A 画素ブロック
26 カラーフィルタ
28 マイクロレンズ
32 マイクロレンズアレイ
32a マイクロレンズ
34 可視光透過基板
36 透過層
37 迷光吸収層
38 反射層
39 スペーサ樹脂
42 電極パッド
44 貫通電極
46 バンプ
50 チップ
60 光遮蔽カバー
62 モジュール電極
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Solid-state imaging device 1A Solid-state imaging device 1B Solid-state imaging device 1C Solid-state imaging device 10 1st imaging optical system 12 Visible light transmission member 13 Aperture 14 Planar reflecting plate 16a, 16b, 16c Reflecting plate 17 Visible light absorption member 20 Imaging element Module 21 Image sensor 22 Semiconductor substrate 24 Pixel 24A Pixel block 26 Color filter 28 Micro lens 32 Micro lens array 32a Micro lens 34 Visible light transmitting substrate 36 Transmitting layer 37 Stray light absorbing layer 38 Reflecting layer 39 Spacer resin 42 Electrode pad 44 Through electrode 46 Bump 50 Chip 60 Light shielding cover 62 Module electrode

Claims (8)

第1の面に設けられて外周部に開口を有する円板形状の平面反射板と、前記第1の面に対向する第2の面にそれぞれが半径方向に沿って傾斜しかつ径が異なるように形成された複数の円環状領域に設けられた複数の反射板と、を備え、前記開口を介して入射した被写体からの光を、前記複数の反射板と前記平面反射板との間で反射して中央部に向かって伝播させ、前記中央部で結像させる結像光学系と、
それぞれが複数の画素を含む複数の画素ブロックを有する撮像領域を備え、前記結像光学系からの光を受光し画像データに変換する撮像素子と、前記結像光学系と前記撮像素子との間に設けられた可視光透過基板と、前記可視光透過基板の前記撮像素子側の面上に設けられ前記複数の画素ブロックに対応して設けられた複数のマイクロレンズを有するマイクロレンズアレイと、前記撮像素子で取得された画像データを処理する画像処理部と、を含む前記結像光学系の前記第2の面の中央部に設けられた撮像素子モジュールと、
を備えていることを特徴とする固体撮像装置。
A disc-shaped flat reflector provided on the first surface and having an opening in the outer peripheral portion and a second surface facing the first surface are inclined along the radial direction and have different diameters. A plurality of reflectors provided in a plurality of annular regions formed on the substrate, and reflects light from a subject incident through the opening between the plurality of reflectors and the planar reflector. An imaging optical system that propagates toward the central portion and forms an image at the central portion;
An imaging device having an imaging region having a plurality of pixel blocks each including a plurality of pixels, receiving light from the imaging optical system and converting it into image data, and between the imaging optical system and the imaging device A visible light transmitting substrate provided on the imaging element, a microlens array having a plurality of microlenses provided on a surface on the imaging element side of the visible light transmitting substrate and corresponding to the plurality of pixel blocks, and An image processing module for processing image data acquired by the image sensor, and an image sensor module provided at a central portion of the second surface of the imaging optical system,
A solid-state imaging device comprising:
前記結像光学系は、前記平面反射板と前記複数の反射板との間に設けられ、前記光を伝播する可視光透過部材を更に備えていることを特徴とする請求項1記載の固体撮像装置。   2. The solid-state imaging according to claim 1, wherein the imaging optical system further includes a visible light transmitting member that is provided between the planar reflecting plate and the plurality of reflecting plates and that propagates the light. apparatus. 前記撮像素子モジュールは、前記可視光透過部材中に埋め込まれていることを特徴とする請求項2記載の固体撮像装置。   The solid-state imaging device according to claim 2, wherein the imaging element module is embedded in the visible light transmitting member. 前記撮像素子モジュールは、前記第2の面上に設けられていることを特徴とする請求項2記載の固体撮像装置。   The solid-state imaging device according to claim 2, wherein the imaging element module is provided on the second surface. 前記開口は、1個であって、円環状の形状を有していることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の固体撮像装置。   5. The solid-state imaging device according to claim 1, wherein the number of the openings is one, and the shape of the opening is an annular shape. 前記開口は複数個設けられていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の固体撮像装置。   The solid-state imaging device according to claim 1, wherein a plurality of the openings are provided. 前記撮像素子モジュールは、前記可視光透過基板の前記撮像素子と反対側の面に、前記マイクロレンズアレイが設けられた領域以外の領域に設けられた可視光反射層を更に備えていることを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の固体撮像装置。   The imaging device module further includes a visible light reflecting layer provided in a region other than the region where the microlens array is provided on a surface of the visible light transmitting substrate opposite to the imaging device. The solid-state imaging device according to claim 1. 前記撮像素子モジュールは、前記可視光透過基板の前記撮像素子と反対側の面に、前記マイクロレンズアレイが設けられた領域以外の領域に設けられた可視光吸収層を更に備えていることを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載の固体撮像装置。   The imaging device module further includes a visible light absorbing layer provided in a region other than the region where the microlens array is provided on a surface of the visible light transmitting substrate opposite to the imaging device. The solid-state imaging device according to claim 1.
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